[实用新型]曲面弧板式井壁可缩装置

说明书

本实用新型涉及一种新型的钻井井壁钢结构可缩装置，主要用于矿山钻井井壁，也可用于各类凿井法施工的竖井钢筋混凝土井壁。

近年来，我国华东地区的大屯、徐州、淮北和兖州矿区有40多个井筒相继发生井壁破裂事故，严重影响煤炭生产，威胁矿井安全，并造成巨大经济损失，其中某矿因井壁破裂，造成直接经济损失超过2亿元。于是开始研究新型的可缩井壁结构。目前，在该技术领域的技术现状是：原西德在新建井筒冻段采用“AV”型滑动复合井壁，可适应无煤柱开采，但在我国东欢垞煤矿副井应用情况看，造价比国内通常井壁高一倍以上，而且这种井壁结构不适用我国的钻井井壁。前苏联曾设计应用过竖向可缩结点式可缩井壁，结构形式为环形腔内注油脂且带封闭圈的波纹钢圈结构；环形腔内灌注沥青且带止推圈的波纹钢圈结构，以上这两种结构形式都存在结构复杂，加工困难和造价过高等问题，不适应我国国情。我国从1987年华东地区发生井壁破裂事故以来，也开展了有关新型井壁结构的研究工作，研究内容大致可分为两类，一类是整体滑动复合井壁结构，相当于原西德的“AV”井壁结构，如兖州煤矿设计研究院设计的祁南矿井壁，江苏第一工业设计院设计的张双楼矿井壁等；另一类是钢结构可缩装置，相当于可缩层，如郑州煤矿设计院设计的陈四楼矿井壁，兖州煤矿设计研究院设计的祁南矿井壁等，以上均用于冻结法凿井井壁，钻井可缩井壁结构国内也已开始在研究，但到目前已应用的极少。

本实用新型的目的就是提供一种钻井井壁可缩装置，在钻井的表土层井筒分段安装若干个曲面弧板式井壁可缩装置，当井壁竖向力大于井壁设计容许竖向载荷时，可缩装置便会产生竖向压缩变形，释放井壁过大的竖向力，使井壁的竖向应力不超过设计的容许应力，防止井壁发生破裂事故，确保矿井安全生产。

本实用新型的目的是通过如下技术方案实现的，该曲面弧板式井壁可缩装置由上、下法兰盘，内、外曲面弧板，弧形肋板及上、下限位垫梁组成，内曲面弧板和外曲面弧板为圆环形，竖向为曲面，均凸向外侧，内、外曲面弧板和上、下法兰盘非垂直焊接在一起，构成曲面弧板封闭腔环形结构，在封闭腔体内沿径向均匀布置多对弧形肋板和限位垫梁，弧形肋板为竖向曲面板，以限位垫梁为对称，与上、下法兰盘焊接，上、下限位垫梁径向布置，分别焊接在上、下法兰盘上，保持上、下限位垫梁在同一竖向平面内。

该曲面弧板式井壁可缩装置限载让压性能良好，压缩率高，可起到保护井壁安全的作用，屈服载荷能满足使用所要求的安全承载条件，变形具有稳定的一致性和对称性，防漏性能好，加工方便，造价低，经济效益显著。

附图说明：

图1是本实用新型的结构俯视图。

图2是本实用新型的A-A剖面结构示意图。

图3是本实用新型的B-B剖面结构示意图。

下面结合附图所给出的实施例，对本实用新型作进一步地详细描述，该曲面弧板式井壁可缩装置由上、下限位垫梁1，弧形肋板2，外曲面弧板3，内曲面弧板4和上、下法兰盘5组成，内曲面弧板4和外曲面弧板3均为圆环形，其竖向为曲面，曲面凸向都朝向井筒外侧，内曲面弧板4和外曲面弧板3与上、下法兰盘5非垂直焊接在一起，均成曲面弧板封闭腔环形结构，在其封闭腔体内沿径向均匀布置了多对弧形肋板2和上、下限位垫梁1，弧形肋板2为竖向曲面板，以上、下限位垫梁1为对称，与上、下法兰盘5焊接，上、下限位垫梁1径向布置，分别焊接在上、下法兰盘5上，保持上、下限位垫梁1在同一竖向平面内。